교육부의 대학중점연구소 사업을 수행 중인 인하대학교 3D나노융합소자 연구센터 최리노 교수팀이 최근 액화질소 발생 및 저장장치를 국내 최초로 개발했다.

최리노 교수팀은 국내 유일하게 극저온 냉동기 기술을 보유하고 있고 반도체 디스플레이용 극저온 진공펌프를 자체 생산하고 있는 크라이오에이치앤아이(주)와 액화질소 발생 및 저장장치를 공동 개발하고 제품화에 성공했다.

질소는 영하 196℃에서 액체 상태가 된다. 액화질소는 의료, 제약, 바이오 분야에서 미생물, 제대혈, 세포, 백신 등을 손상 없이 안전하게 보관하거나 연구개발을 하는 데에 주로 활용된다. 최근엔 식품 가공, 재활용, 초전도 분야뿐 아니라 2050 탄소중립 달성을 위한 이산화탄소 포집, 가스 분리 정제 등 활용도가 더욱 넓어지고 있다.

기존 극저온 액화질소를 저장하는 장치는 극저온 액화질소를 상시 사용할 때엔 문제가 없지만 일정 기간 사용하지 않으면 액화질소가 기화해 버려지게 된다.

최리노 교수팀과 크라이오에이치앤아이(주)이 공동개발한 액화질소 발생 및 저장장치는 기존 장치의 문제점을 개선했다. 자연 기화로 인해 발생하는 저장 장치 내 증발 가스를 극저온 냉동기로 다시 액화해 사용할 수 있다.

최근 저장탱크 내부 압력 상승 등으로 액화질소 저장탱크의 폭발 사고가 종종 발생하고 있는데, 이번에 개발한 액화질소 발생 및 저장장치는 영하 253℃ 냉동기를 탱크 상부에 장착해 기체 분압을 조절할 수 있다.

각종 센서 모니터링과 알람 프로그램 등도 갖추고 있어 안전하게 사용할 수 있도록 설계됐다.

최리노 교수는 “이번에 공동개발한 액화질소 발생 및 저장기술은 질소뿐 아니라 수소 경제 실현에 꼭 필요한 수소 재액화에도 사용이 가능해 산업적인 가능성이 매우 큰 기술”이라며 “3D나노융합소자연구센터 컨소시엄 기업인 크라이오에이치앤아이(주)와 함께 개발함으로써 바람직한 산학협력의 모습을 보였다는 점에 큰 의의가 있었다”고 말했다.

[디스커버리뉴스=김두영 기자]